Двигательная активность и здоровье современного человека

Двигательная активность и здоровье современного человека

К середине XX века резко изменилась структура заболеваемости и смертности человечества. Массовая гибель людей в прошлых столетиях от инфекционных заболеваний сменилась ростом смертности от болезней системы кровообращения, которая в экономически развитых странах приобрела характер эпидемии.

В результате малоподвижного образа жизни, переедания, избытка информации и нервно-эмоционального перенапряжения резко изменилась среда обитания современного человека, что не могло не сказаться отрицательно на его здоровье. В короткий исторический период (60−80 лет) доля тяжелого физического труда в процессе производства сократилась в 150−200 раз, что привело к нарушению естественной природы человеческого организма и «запустило» в действие цепную реакцию гиподинамического синдрома. Все это привело к появлению целого «букета» болезней, связанных с тяжелыми нарушениями обмена веществ, деятельности сердечно-сосудистой и центральной нервной систем.

Многочисленные исследования и опыт ведущих в экономическом отношении стран показывают, что единственными реальными средствами профилактики болезней органов кровообращения и укрепления здоровья населения являются занятия физической культурой, адекватный двигательный режим в сочетании с рациональным питанием и здоровым образом жизни.

1. Двигательная активность и здоровье

здоровье тренировка активность физический ХХ век войдет в историю как век технического прогресса, научных достижений и мировых войн. Однако не только этим характерен ХХ век. В короткий исторический период неузнаваемо изменились характер и среда жизнедеятельности человека. Большинство людей в экономически развитых странах стали вести малоподвижный образ жизни, стали отличаться приемом избыточного количества лекарств и высококалорийной пищи, невероятно возросли потоки разнообразной информации, преобладающими в жизни людей стали нервно-эмоциональные перенапряжения, все большая часть людей становятся городскими жителями. Технический прогресс привел к тому, что доля тяжелого физического труда в процессе производства сократилась в 150−200 раз Существенно изменились и условия нашего быта. Недостаток физической работы многие люди стараются «компенсировать» курением и злоупотреблением алкогольными напитками, наркоманией и азартными играми, пассивным туризмом и разнообразными развлечениями техногенного характера.

Однако организм человека за столь короткий исторический период практически не изменился. Резкое снижение двигательной активности, существенное изменение характера и среды жизнедеятельности человека привело к резкому ухудшению здоровья большого числа людей, значительному увеличению числа Болезней цивилизации", связанных с тяжелыми нарушениями обмена веществ, деятельности сердечнососудистой и центральной нервной систем.

В развитых странах подобная тенденция приобрела угрожающий характер.

Причем, исследования выявили следующую зависимость: чем выше экономическое благополучие людей, тем выше в данных странах количество заболеваний сердечнососудистой системы.

В 1969 году в Женеве на заседании исполкома Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) с беспокойством было отмечено, что здоровью народов мира угрожает эпидемия ишемической болезни сердца.

Обобщая изложенное выше, можно с горечью констатировать, что характерной чертой ХХ века явилось также изменение структуры заболеваемости и смертности людей.

В последние годы отмечается четкая тенденция «омоложения» инфаркта миокарда. По данным академика Е. И. Чазова значительно увеличилась смертность от инфаркта у мужчин 30−45 лет. Считается, что за последние годы инфаркт миокарда «помолодел» на 10 лет. При вскрытии умерших в возрасте от 10 до 19 лет признаки атеросклероза артерий сердца (основная причина ИБС) были обнаружены в 24%, а у лиц 20−29 лет — в 30% случаев.

Таким образом, проблема профилактики заболеваний сердечнососудистой системы касается не только людей пожилого возраста. Распространенность подобных заболеваний в восьмидесятые годы была примерно одинаковой в Америке и России. В частности, 10 лет назад в Москве ИБС и гипертонической болезнью страдали соответственно 20 и 23% населения среднего возраста, в США — 20 и 22%.

Однако, начиная с восьмидесятых годов ХХ столетия, в экономически развитых странах, стала проявляться другая тенденция. Становятся популярными такие понятия как «здоровый образ жизни», «оздоровительная тренировка», «рациональное питание» и т. д. Становится модным быть здоровым человеком.

О значимости данных вопросов можно судить по тому, что в этих странах при найме на работу учитывают не только профессиональные навыки, но определяют и «уровень здоровья», заводят своеобразный «паспорт здоровья». Работники в обязательном порядке занимаются физической культурой и различными видами спорта. Во многих корпорациях такие занятия проводятся даже в рабочее время.

Подобные занятия физической культурой, повышение двигательной активности людей, отказ от вредных привычек (во многих зарубежных корпорациях за курение штрафуют), изменение характера питания в значительной мере способствовали снижению в этих странах смертности от заболеваний сердечнососудистой системы и увеличению средней продолжительности жизни.

Таким образом, опыт ведущих в экономическом отношении стран убедительно показывает — единственными реальными средствами профилактики болезней органов кровообращения и укрепления здоровья населения являются занятия физической культурой, адекватный двигательный режим в сочетании с рациональным питанием и здоровым образом жизни.

2. Критерии здоровья

здоровье тренировка активность физический Что такое здоровье? На последнем заседании исполкома Всемирной организации здравоохранения упоминалось о более чем ста вариантах этого понятия.

По наиболее распространенному у нас определению здоровье — это отсутствие болезней в сочетании с состоянием полного физического психического и социального благополучия. Здоровье человека — это процесс сохранения и развития его умственных и физических качеств, оптимальной работоспособности и социальной активности при максимальной продолжительности жизни. Такой подход к пониманию здоровья предполагает тесную связь здоровья с резервными возможностями организма. Так как функциональное состояние организма и его устойчивость к действию неблагоприятных факторов внешней среды в течение жизни существенно изменяется, можно говорить о состоянии здоровья как о подвижном динамичном процессе, то есть о колебании уровня здоровья (ослабление или укрепление здоровья).

По В. И. Вернадскому организм представляет собой открытую термодинамическую систему, устойчивость которой (жизнеспособность) определяется ее энергопотенциалом. Чем больше мощность и емкость реализуемого энергопотенциала, а так же эффективность его расходования, тем выше уровень здоровья человека. Так как доля аэробных механизмов энергопродукции является доминирующей в общей сумме энергопотенциала, то именно максимальная величина аэробных возможностей организма является основным критерием его здоровья и жизнеспособности.

Такое понятие биологической сущности здоровья соответствует представлениям об аэробной производительности как основе выносливости и физической работоспособности, так как их величина обусловлена функциональными резервами основных систем жизнеобеспечения организма — системы крови, кровообращения и дыхания.

Таким образом, основным критерием здоровья следует считать величину максимально потребления кислорода (МПК) данного человека. Именно величина МПК является количественным выражением уровня здоровья, показателем «количества» здоровья. Величина МПК отражает мощность аэробных процессов, то есть количество кислорода, которое организм человека способен усвоить (потребить) в единицу времени (за 1 минуту). Она зависит, в основном, от эффективности двух процессов — функции кислородтранспортной системы (легкие, кровь, кровообращение) и способности работающих мышц и других тканей усваивать кислород. Удобно представить пути доставки тканям кислорода в виде своеобразного «кислородного конвейера». Схематически он представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема «кислородного конвейера» в организме Поглощение кислорода из воздуха за счет внешнего дыхания создает необходимые условия для максимально возможного насыщения им артериальной крови. Еще один важный показатель внешнего дыхания, влияющий на величину потребления кислорода, это скорость диффузии кислорода из альвеол в кровь.

При увеличении максимального потребления кислорода объем дыхания и способность альвеол пропускать кислород увеличиваются.

Транспорт кислорода к тканям (мышцам, сердцу, мозгу и т. д.) осуществляются кровью и сердечно-сосудистой системой. Главная роль в этом принадлежит гемоглобину — основному переносчику кислорода. Важно также и общее количество циркулирующей по сосудам крови. Таким образом, чем больше количество крови и содержание в ней гемоглобина, тем большее количество кислорода может быть доставлено к различным тканям.

Для обеспечения высоких величин потребления кислорода очень важно ускоренное перемещение крови по кровеносным сосудам. Высокая скорость движения крови достигается за счет усиления работы сердца. Главный показатель, характеризующий работу сердца, это минутный объем кровотока. Многие исследователи считают этот показатель ведущим во всей системе кислородного обеспечения организма человека.

Еще один важный фактор в обеспечении высоких величин МПК — это распределение кровотока между активными и неактивными тканями тела. Давно замечено, что все активные органы тела человека характеризуются большим количеством кровеносных капилляров. Можно утверждать, что повышение функциональных возможностей любого органа (мышцы, сердце, мозг и т. д.) тесно связано с расширением капиллярной сети в этом органе.

Однако не менее важную роль играет, и способность тканей усваивать кислород. Критерием, отражающем способность тканей усваивать кислород является разность содержания кислорода в артериальной и венозной крови.

Главная роль здесь принадлежит скелетным мышцам. По своей структуре и функциональным возможностям мышечные волокна, из которых состоят скелетные мышцы, разделяются на два основных типа волокон — быстрые и медленные.

Быстрые (белые) мышечные волокна — это толстые волокна, способные развивать большие усилия и проявлять высокую скорость сокращений, но не способные к длительной работе на выносливость. В быстрых мышечных волокнах преобладают анаэробные механизмы энергообеспечения (в условиях недостаточного снабжения мышц кислородом). Медленные (красные) мышечные волокна — это тонкие волокна, не способные развивать большие усилия и проявлять высокую скорость сокращений, но способные к длительной работе на выносливость. В медленных мышечных волокнах преобладают аэробные механизмы энергообеспечения (при достаточном снабжении мышц кислородом).

Помимо мощности различают емкость аэробных процессов — способность длительное время поддерживать уровень потребления кислорода, близкий к максимальному, которая зависит от запасов основного энергетического субстрата — мышечного гликогена, устойчивости всех органов и систем к сдвигам, возникающим при физической работе. Запасы гликогена в мышцах нетренированного человека составляют 1,4 г на 100 г. мышцы, у бегунов первого разряда — 1,8 г, а у мастеров спорта 2,2 г. Суммарный запас гликогена в мышцах под влиянием тренировки на выносливость может увеличиваться с 200 г. до 400 г., что составляет примерно 1600 килокалорий энергии.

При выполнении длительной физической работы в энергообеспечении мышечной деятельности начинают принимать участие и жиры, запасы которого в организме весьма значительные — примерно 3,7 кг (у мужчины весом 70 кг), что составляет более 33 000 килокалорий энергии.

Еще одним составляющим звеном аэробных возможностей организма является эффективность аэробных механизмов энергообеспечения — максимальный уровень мощности физической работы, который человек может выполнить без активного включения в энергообеспечение анаэробных механизмов и образования кислородной задолженности. Показателем эффективности этих механизмов является уровень порога анаэробного обмена (ПАНО) — интенсивность работы, при которой кислорода уже недостаточно, и в энергообеспечение включаются анаэробные источники энергии. Чем выше этот показатель, тем больше интенсивность физической работы, которую человек может выполнить без образования кислородного долга.

Если же интенсивность работы выше уровня ПАНО, то энергообеспечение переходит на смешанный аэробно-анаэробный путь. Однако анаэробных источников энергии хватает лишь на 1−3 минуты интенсивной физической работы.

Поэтому при продолжительной мышечной деятельности основная роль принадлежит механизмам аэробного энергообеспечения, аэробному потенциалу организма, который является ведущим в жизнеобеспечении организма.

Обнаружена тесная взаимосвязь между аэробными возможностями организма, с одной стороны, и состоянием здоровья с другой. Чем ниже уровень МПК, тем больше заболеваемость населения и наоборот. Безопасный уровень здоровья, гарантирующий отсутствие заболеваний сердечно-сосудистой системы, отмечен у людей лишь у людей, имеющих достаточно высокие аэробные возможности.

Установлено также, что люди с высоким аэробным энергопотенциалом обладают повышенной устойчивостью к действию неблагоприятных факторов внешней среды (охлаждение, кровопотери, различные инфекции, недостаток кислорода, радиация и т. д.). Данный эффект объясняется повышением неспецифического иммунитета.

Обобщая изложенное выше можно отметить, что важнейшим показателем, характеризующим здоровье человека, является функционирование кислородтранспортной системы организма. Уровень функционирования этой системы легко поддается количественной оценке. Поэтому в восьмидесятые годы ХХ века наметилась тенденция количественного подхода к оценке уровня здоровья.

Под «количеством» здоровья следует понимать сумму резервных мощностей кислородтранспортной системы, определяющей величину максимального потребления кислорода.

В зависимости от величины МПК для нетренированных людей среднего возраста выделено 5 групп, или уровней физического состояния (табл. 1). Для женщин величина максимально потребления кислорода на 10−15% меньше, чем у мужчин. Поэтому, зная величины МПК для оценки уровня физического состояния у мужчин, легко рассчитать аналогичные значения для женщин.

Таблица 1. Сравнительная оценка уровня физического состояния (УФС) у мужчин разного возраста по величине МПК по данным разных авторов (миллилитры кислорода в минуту на 1 кг массы тела) Таким образом, надежным критерием уровня здоровья является величина максимального потребления кислорода. Существуют различные методы определения МПК, среди них различают прямые и непрямые. Прямое определение МПК (непосредственное определение количества потребляемого кислорода при выполнении предельно напряженной физической работы) связано с применением сложного оборудования — газовые анализаторы, счетчики и т. д. Поэтому в массовой физической культуре широкое распространение получили непрямые (косвенные) методы определения максимальной аэробной производительности расчетным путем за счет определения частоты сердечных сокращений (ЧСС) после выполнения определенной физической работы. Основой подобных методов является наличие тесной взаимосвязи между мощностью выполняемой работы, потреблением кислорода и частотой сердечных сокращений. В настоящий период разработано множество подобных тестов.

Количественная оценка уровня физического состояния (УФС) дает ценные сведения о состоянии здоровья и функциональных возможностях организма в плане профилактики заболеваний. Развитие хронических заболеваний, как правило, происходит на фоне снижения уровня физического состояния до определенной критической величины.

Дальнейшее снижение УФС ведет к клиническому проявлению болезни и появлению соответствующих симптомов. Следовательно, уровень здоровья соответствует определенному уровню физического состояния. Поэтому очевидно, что конечной целью занятий физической культурой является достижение высокого уровня физического состояния, гарантирующего стабильное здоровье.

3. Механизмы влияния двигательной активности на организм человека

Оздоровительный и профилактический эффект физической культуры неразрывно связан с повышением резервных возможностей организма, его защитных свойств, нормализации обмена веществ, оптимизацией взаимодействия двигательных и вегетативных функций.

Механизмы влияния физической работы на организм человека весьма разнообразны. Условно это многообразие можно свести к следующим основным факторам:

1) оптимизация работы центральной нервной системы;

2) совершенствование механизмов регуляции работы вегетативных систем;

3) нормализация обмена веществ;

4) повышение адаптационных и защитных свойств организма;

5) совершенствование работы сердечнососудистой и дыхательной систем;

6) совершенствование опорно-двигательного аппарата;

7) устранение дефицита энерготрат.

1. Оптимизация работы центральной нервной системы. Нередко можно встретить высказывания, что человек отличается от животных только обладанием интеллекта. Это не так. Свой интеллект человек может реализовать только через двигательный аппарат. Поэтому для реализации развитого интеллекта человеку необходим и совершенный двигательный аппарат.

Анализируя основные этапы развития животного мира, можно заключить, что нервная система животных эволюционирует в связи с совершенствованием органов движения и чувств. Вегетативные отделы ЦНС животных достигли необходимого уровня, направленного на сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза), еще в глубокой древности. Дальнейшее совершенствование мозга животных (структурно и функционально) происходило только за счет совершенствования двигательных и сенсорных отделов ЦНС.

Человек, по разнообразию выполняемых им движений, намного превосходит любых животных. Причем, человек может произвольно менять характер выполняемых движений. Мышцы человека принципиально не отличаются от мышц высших животных. Следовательно, подобное разнообразие движений возможно только при наличии развитых систем управления мышцами — человеческого мозга.

Многие известные ученые (И.М. Сеченов, И. П. Павлов, А. А. Ухтомский и др.) считали нервно-мышечный аппарат своеобразным «стержнем организма».

По их мнению, двигательная активность является ведущим механизмом интеграции всего организма. При выполнении разнообразных движений в головном мозге устанавливаются сложные взаимодействия между корой больших полушарий и подкорковыми центрами. В процессе выполнения движений корковые центры определяют и контролируют работу низших центров.

Двигательная активность является интегральным результатом деятельности всех уровней головного мозга, то есть совместной работы центров коры и подкорки. Но все же, как отметил академик И. П. Павлов, главный импульс для деятельности коры больших полушарий исходит из подкорки. Если исключить вегетативные стимулы и эмоции, то кора лишится главного фактора, активизирующего ее работу.

Двигательная активность является настолько сильной потребностью, что здоровому человеку невозможно научиться полностью обходиться без движений, ибо это самая естественная и глубоко заложенная в человеке функция. Вы-ключение ее из жизни разрушает, дезорганизует весь организм на всех его уровнях — от клеточного до целостного.

Более того, наблюдая за развитием ребенка можно предположить, что формирование воли и интеллекта происходит параллельно освоению разнообразных движений. Ведь мало захотеть сделать что-либо, надо суметь это сделать. В первую очередь двигательно решить стоящую перед человеком задачу.

Таким образом, двигательная активность крайне необходима для нормальной организации работы мозга, для формирования воли и интеллекта человека.

2. Совершенствование механизмов регуляции работы вегетативных систем. Очень важным для укрепления здоровья является совершенствование механизмов работы вегетативных органов и систем. В организме человека работа всех органов и систем тесно взаимосвязана между собой. Взаимосвязь многих систем настолько тесная, что изменения в работе одной из них неизбежно сказывается на состоянии других. Особенно важными для здоровья человека являются взаимосвязи двигательного аппарата и вегетативных органов.

Для понимания тесной взаимосвязи двигательного аппарата с работой вегетативных органов необходимо познакомиться с основами учения о моторновисцеральных рефлексах. Это учение свидетельствует о наличии в организме врожденных связей между скелетными мышцами, двигательными нервными центрами и вегетативными органами.

В результате недостаточной двигательной активности нарушаются нервнорефлекторные связи, заложенные природой и закрепленные в процессе тысячелетий тяжелого физического труда, что неизбежно приводит к расстройству регуляции работы сердечно-сосудистой и других важнейших вегетативных систем организма, нарушению обмена веществ и развитию различных болезней.

Человек, живущий в условиях гиподинамии, не только не испытывает радостных эмоций от движений своего тела, но становится рабом интерорецепции (импульсы поступающие от рецепторов внутренних органов). При отсутствии или дефиците проприорецепции (импульсы поступающие от рецепторов мышц) преобладающими (доминирующими) становятся импульсы от рецепторов внутренних органов, что вызывает различные патологические ощущения — в сердце «колет», в желудке «изжога», в печени «ноющая боль» и т. д. Причем, все эти болезненные ощущения во внутренних органах исчезают при повышении двигательной активности.

Доминирование двигательного аппарата является нормальным состоянием организма человека. Двигательная сфера ведет за собой вегетативную сферу, что объясняется различием в их лабильности. Нервно-мышечный аппарат обладает значительно меньшей инерцией, чем вегетативный.

Снижение активности двигательной системы дезорганизует подкорковые вегетативные нервные центры. Если человек волевым усилием затормаживает двигательные проявления эмоций, то вегетативные реакции при этом усиливаются. Если же он имеет возможность разрядить возбуждение в моторных акциях, то вегетативные реакции минимальны, восстанавливается доминанта двигательных центров.

3. Нормализация обмена веществ. Выше уже отмечалось, что одной из проблем, с которым столкнулось современное человечество, является избыточное по калорийности питание. В сочетании с малоподвижным образом жизни переедание приводит к нарушению обмена веществ, прежде всего, к нарушению обмена жиров. При этом не только откладываются излишки свободного жира, но и повышается количество холестерина и липопротеидов низкой плотности в крови.

Последнее обстоятельство серьезно повышает вероятность атеросклероза кровеносных сосудов.

Выполнение физической работы требует большого количества энергии. Выделение этой энергии, в конечном счете, связано с расщеплением креатинфосфата, а также окислением углеводов и жиров. Первые секунды физической работы обеспечиваются энергией при расщеплении креатинфосфата. Его запасы очень ограничены и, в основном, энергообеспечение физической работы связано с окислением углеводов и жиров.

Окисление углеводов происходит быстрее и требует значительно меньшее количество кислорода, чем окисление жиров. Поэтому при высокой интенсивности физической работы (в условиях кислородного дефицита) энергообеспечение осуществляется преимущественно за счет окисления углеводов. Окисление углеводов при недостатке кислорода приводит к накоплению в мышцах продуктов метаболизма (молочной кислоты и др.). Эти вещества разносятся кровью по всему организму и вызывают снижение работоспособности всех органов и систем.

Наступает утомление, и нормализация жирового обмена в таких условиях становится невозможной.

По иному происходит энергообеспечение физической работы низкой интенсивности. При такой работе к мышцам доставляется достаточное для окисления жиров количество кислорода. В начале физической работы такой интенсивности главным источником энергии являются также углеводы. Происходит интенсивное расщепление гликогена (особого мышечного углевода сложной структуры).

Однако запасы гликогена в мышцах сравнительно небольшие и постепенно в энергообеспечение физической работы начинают подключаться жиры. После часовой работы низкой интенсивности до 80−90% всей необходимой энергии выделяется за счет окисления свободных жиров.

Таким образом, длительное выполнение физической работы низкой интенсивности способствует нормализации жирового и углеводного обмена. Нормализация жирового обмена проявляется в использовании излишков свободных жиров в качестве источников энергии, снижении содержания холестерина в крови, снижении содержания липопротеидов низкой плотности и повышении содержания липопротеидов высокой плотности в крови. Нормализация углеводного обмена проявляется в поддержании нормального уровня глюкозы в крови и уменьшении потерь глюкозы с мочой.

4. Повышение адаптационных и защитных свойств организма. Выполнение физической работы способствует повышению адаптационных и защитных свойств организма. Данное повышение проявляется в следующих эффектах:

1) повышается устойчивость работы ЦНС;

2) повышаются функциональные способности и устойчивость эндокринных

3) систем (железы внутренней секреции);

4) нормализуется обмен веществ;

5) расширяются возможности транспортировки кислорода к тканям;

6) повышается энергетические и пластические резервы организма.

Различают общий и специальный адаптационный эффект физических упражнений, а также их опосредованное влияние на факторы риска заболеваний сердечнососудистой системы. Общий адаптационный эффект физических упражнений заключается в расходовании энергии, пропорциональной длительности и интенсивности мышечной работы, и повышении устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов внешней среды: нервно-эмоциональному стрессу, резким температурным перепадам, радиации, травматическим повреждениям, недостатку кислорода и т. д.

Отмеченная выше общая системная реакция организма на действие экстремальных раздражителей получила название общего адаптационного синдрома (Г. Селье). Таким образом, физическая тренировка способствует расширению адаптационных возможностей организма.

Специальный адаптационный эффект физических упражнений заключается прежде всего в морфологических и функциональных изменениях сердечнососудистой системы. Данные изменения делятся на центральные и периферические.

Чрезвычайно важен также профилактический эффект физических упражнений, связанный с влиянием на факторы риска возникновения ишемической болезни сердца. С ростом тренированности по мере повышения физической работоспособности наблюдается отчетливое снижение основных факторов риска сердечнососудистых заболеваний: снижение холестерина крови, артериального давления и массы тела.

5. Совершенствование работы сердечнососудистой и дыхательной систем. Систематическое выполнение физической работы вызывает существенные изменения в работе всех вегетативных систем организма. Особенно важны для укрепления здоровья человека те благоприятные изменения, которые возникают под влиянием физических нагрузок в сердечно-сосудистой и дыхательной системах.

Изменения в центральном звене аппарата кровообращения заключаются в улучшении насосной функции сердца, особенно при выполнении физической работы, и экономизации работы сердца в покое.

Экономизации работы сердца в покое проявляется в уменьшении частоты сердечных сокращений в единицу времени (брадикардия). Подобные изменения сердечного цикла связаны прежде всего с увеличением продолжительности фазы диастолы (период времени, когда сердечная мышца расслаблена). Большая продолжительность фазы диастолы приводит к лучшему снабжению сердечной мышцы кровью, а следовательно, и кислородом. У людей с брадикардией случаи ишемической болезни сердца отмечаются значительно реже, чем у лиц с частым пульсом. Считается, что снижение частоты сердечных сокращений в покое на 15 уд/мин понижает риск возникновения инфаркта миокарда на 60%.

Наиболее выражено повышение резервных возможностей центрального звена кровообращения при выполнении физической работы. Это выражается в увеличении минутного объема кровотока, что позволяет увеличить кровоснабжение тканей и выполнять больший объем работы без признаков утомления.

Увеличение минутного объема кровотока связано с увеличением повышением силы сердечных сокращений, повышением систолического объема крови (количество крови, выталкиваемое за одно сокращение сердца) и увеличением предельной частоты сердечных сокращений.

Кроме того, сокращения мышц облегчает возврат венозной крови к сердцу, и тем самым способствуют более эффективной работе сердечнососудистой системы. Данный факт послужил основанием для того, чтобы назвать работающие мышцы «вторым сердцем».

Адаптация периферического звена кровообращения сводится к увеличению количества функционирующих в тканях капилляров, что способствует доставке клеткам организма большего количества кислорода и питательных веществ, а также удалению от них продуктов обмена веществ.

Физические упражнения оказывают значительное влияние и на показатели крови. Отмечается увеличение общего объема циркулирующей по сосудам крови, увеличивается содержание гемоглобина, что приводит к повышению кислородной емкости крови.

Значительное влияние физические упражнения оказывают и на систему дыхания. Как известно, понятие дыхание объединяет в себя совокупность физиологических процессов, приводящих к насыщению крови кислородом, переносу кровью кислорода и усвоению кислорода клетками организма.

Для системы внешнего дыхания ведущими показателями являются величина минутного объема дыхания (МОД) и диффузионная способность стенок легочных альвеол. При систематическом выполнении физических упражнений МОД повышается (до 120−200 л/мин), а толщина стенок легочных альвеол — уменьшается, что приводит к облегчению прохождения газов через стенки альвеол. Увеличиваются размеры и подвижность грудной клетки, повышается сила дыхательной мускулатуры, что приводит к увеличению жизненной емкости легких. В клетках, особенно в мышцах, увеличивается содержание миоглобина и гликогена, что повышает их работоспособность.

6. Совершенствование опорно-двигательного аппарата. Систематическое выполнение физической работы вызывает существенные изменения в опорно-двигательном аппарате человека. Эти изменения носят различный характер.

Прежде всего, увеличивается механическая прочность костей. Увеличение прочности костей связано с повышением содержания в них соединений кальция, фосфора, магния. Происходит совершенствование соединительнотканных структур. Увеличивается прочность связок и сухожилий.

Еще более выраженные изменения происходят с мышцами. Меняются физико-химические свойства скелетных мышц: уменьшается количество воды, мышцы становятся плотнее, в них повышается содержание белковых и энергетических веществ. Одним из эффектов физической тренировки является увеличение мышечной массы — рабочая гипертрофия мышц. В мышечных волокнах увеличиваются число митохондрий (своеобразные энергетические станции клеток), количество миоглобина (белкового вещества, связывающего кислород), запасы гликогена и жироподобных веществ.

Систематическое выполнение физической работы вызывает увеличение числа кровеносных капилляров, окружающих мышечные волокна. У хорошо тренированного человека одно мышечное волокно может быть окружено 5−6 капиллярами, что в 1,5 раза больше, чем у не тренированных. Повышенная плотность капилляров в мышцах значительно улучшает снабжение работающих мышц кислородом и питательными веществами. Следует особо подчеркнуть, что усиленная капилляризация наблюдается только в мышцах, которые наиболее активны при физической тренировке и отсутствует в мышцах, не принимающих активного участия в выполнении упражнений.

Под влиянием систематических тренировок повышается способность мышечных волокон окислять жиры. В результате подобной адаптации мышечных волокон к физической работе в мышцах тренированного человека с одинаковым успехом могут окисляться и углеводы и жиры. Мышцы нетренированного человека такой способностью не обладают. Иными словами, с ростом тренированности человека повышается способность его мышц использовать излишки свободных жиров в качестве источников энергии и способствовать снижению содержания холестерина в крови.

7. Устранение дефицита энерготрат. Для нормального функционирования человеческого организма и сохранения здоровья необходима определенная «доза» движений. Подобная «доза» движений необходима не только для нормализации работы мозга, скелетных мышц и вегетативных органов, но и для ликвидации последствий избыточного по калорийности питания современных людей.

В этой связи возникает вопрос о так называемой привычной двигательной деятельности, которая выполняется на производстве и в быту. Было установлено, что минимальная величина суточных энерготрат, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма составляет примерно 2800 — 3600 ккал (в зависимости от пола, возраста и массы тела). Из них на мышечную деятельность (рабочий обмен) должно расходоваться не менее 1200−1800 ккал, остальные 1600 — 1880 ккал расходуются на поддержание жизнедеятельности организма (основной обмен).

Однако в связи с механизацией и автоматизацией производства и условий жизни в быту доля мышечной работы как основного источника обеспечения нормальной жизнедеятельности организма за последние 100 лет в экономически развитых странах сократилась почти в 200 раз. Это привело к существенному снижению суточных энерготрат. Дефицит энерготрат, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека, составляет сейчас примерно 500 ккал в сутки. Причем, интенсивность труда в процессе современного производства не превышает 2 — 3 ккал/ мин, что в три раза ниже пороговой величины (7,5 ккал/ мин), дающей профилактический и оздоровительный эффект.

В настоящее время только четвертая часть населения в экономически развитых странах имеет достаточно интенсивную нагрузку, обеспечивающую необходимый минимум энерготрат, остальная часть населения в той или иной степени подвержены гиподинамии. Резкое ограничение двигательной активности во второй половине XX века привело к снижению функциональных возможностей людей среднего и пожилого возраста. В частности, согласно данным ВОЗ, величина МПК у здоровых мужчин за этот период времени снизилась с 45,0 до 36,0 мл/мин/кГ.

Мышцы человека, составляющие 35 — 40% массы тела, являются главным потребителем энергии. Поэтому для компенсации недостающих энерготрат, расходуемых в процессе трудовой деятельности, современному человеку необходимо выполнять физические упражнения с расходом энергии не менее 350 — 500 ккал в сутки, или же 2000 — 3000 ккал в неделю.

Отдельно следует остановиться на влиянии физических упражнений на стареющий организм. Физические упражнения являются основным средством, задерживающим возрастное снижение адаптационных возможностей организма в целом и сердечно-сосудистой системы, в частности. С возрастом наблюдается снижение максимальных величин частоты сердечных сокращений, ударного и минутного объема крови, повышаются артериальное давление и периферическое сосудистое сопротивление. В частности, ударный объем крови в период с 25 до 80 лет снижается на 30%, а минутный объем крови — на 55−60%. Эти изменения приводят к выраженному снижению аэробных возможностей организма и физической работоспособности. С 20 до 70 лет максимальное потребление кислорода значительно снижается — с 45 до 25 мл/мин/кг, в среднем на 0,5 мл, или на 1% в год (рис. 2).

Рис. 2. Максимальное потребление кислорода в зависимости от возраста (сплошная линия — данные у мужчин, пунктирная — у женщин).

С возрастом ухудшаются функциональные возможности дыхательной системы. Начиная с 35 лет, жизненная емкость легких (ЖЕЛ) снижается в среднем на 7,5 мл на 1 м² поверхности тела в год, понижается максимальная вентиляция легких. Существенно изменяются и обменные процессы: понижается основной обмен, интенсивность белкового обмена, меняется чувствительность клеток к инсулину, нарушается обмен жиров и липидов. В результате потери солей кальция кости становятся менее прочными. Понижается сила мышц, эластичность связочного аппарата, подвижность в суставах. Возрастное понижение функции двигательного аппарата усугубляется в результате гиподинамии.

Адекватная физическая тренировка, занятия физической культурой способны в значительной степени задержать возрастные изменения функций. В любом возрасте путем регулярной тренировки можно повысить аэробную производительность и физическую работоспособность, которые являются показателями биологического возраста (биологический возраст, в отличии от паспортного, характеризует степень развития важнейших физиологических систем организма).

Регулярная физическая тренировка позволяет также нормализовать обменные процессы и предотвратить развитие возрастных дегенеративных изменений различных органов и систем, включая задержку и обратное развитие атеросклероза. Физические упражнения в этом возрасте являются лучшим средством профилактики дегенеративных изменений двигательного аппарата (артроз, остеохондроз), связанных с возрастом и гиподинамией.

В результате повышения функциональных возможностей важнейших систем организма (аэробных и адаптационных возможностей) происходит задержка процессов старения примерно на 10−15 лет. Именно такая разница во времени отмечена по основным функциональным показателям (артериального давления, жизненной емкости легких, содержание холестерина и липопротеидов низкой и высокой плотности в крови, физической работоспособности и др.) у людей, регулярно занимающихся физическими упражнениями и ведущих малоподвижный образ жизни. Такие многогранные эффекты оказывают на организм человека регулярные занятия физическими упражнениями.

4. Основы оздоровительной тренировки

Система физических упражнений, направленных на повышение функционального состояния организма до необходимого уровня (до 90−100% от должных величин максимального потребления кислорода в соответствующем возрасте), называется оздоровительной тренировкой (за рубежом — кондиционной тренировкой). Оздоровительная тренировка значительно отличается от спортивной.

Если задачей первой является повышение уровня физического состояния до безопасных величин, гарантирующих стабильное здоровье, то второй — достижение максимального результата в избранном виде спорта.

Важнейшими целями оздоровительной тренировки являются профилактика сердечнососудистых заболеваний, укрепление иммунитета, повышение уровня физического состояния. Все это обусловливает особенности оздоровительной тренировки и требует соответствующего подбора тренировочных нагрузок, методов и средств тренировки.

В оздоровительной тренировке так же, как и спортивной, различают следующие основные компоненты нагрузки, которые определяют ее эффективность: тип нагрузки, величина нагрузки, продолжительность и интенсивность нагрузки, периодичность занятий и продолжительность интервалов отдыха.

Тип нагрузки. Под типом нагрузки понимается вид упражнений и характер мышечной деятельности. Характер действия на организм физической тренировки зависит прежде всего от вида упражнений и структуры двигательного акта.

Как было показано выше, оздоровительным и профилактическим эффектом в отношении атеросклероза и сердечнососудистых заболеваний обладают лишь циклические упражнения, направленные на развитие аэробных возможностей организма и общей выносливости. Причем, структура этих упражнений должна быть относительно простой и доступной большинству занимающихся.

Величина нагрузки. Величина физической нагрузки определяется по функциональным сдвигам в организме, которые она вызывает, по продолжительности периода восстановления после данной нагрузки. По величине различают нагрузки пороговые, оптимальные и чрезмерные.

Пороговой следует считать наименьшую по продолжительности и интенсивности нагрузку, которая вызывает минимальный оздоровительный эффект и обеспечивает быстрое (меньше суток) восстановление. Пороговая нагрузка должна обеспечивать возмещение недостающих энерготрат, снижать факторы риска заболеваний сердечно-сосудистой системы и повышать резервные возможности организма занимающегося.

С точки зрения возмещения недостающих энерготрат пороговой следует считать такую, которая обеспечивает расход энергии не менее 2000 ккал в неделю для мужчин и не менее 1800 ккал для женщин. Приведенные значения являются средними для людей среднего возраста, для молодых людей эти значения должны быть больше.

Такой расход энергии обеспечивает работа в аэробном режиме продолжительностью около 3 часов. Повышение функциональных возможностей у неподготовленных в физическом отношении людей наблюдается уже при недельном объеме всего в 1,5 часа подобной тренировки. Американские и японские ученые наблюдали повышение величин максимального потребления кислорода на 14% после 12-недельной тренировочной программы, которая состояла из аналогичных занятий.

Уменьшение основных факторов риска заболеваний сердечнососудистой системы также наблюдается при тренировке не менее 1,5 часов в неделю. Нормализация липидного обмена по всем показателям отмечается при нагрузке более 2 часов в неделю.

Таким образом, минимальной (пороговой) нагрузкой для начинающий и недостаточно физически подготовленных людей следует считать три занятия в неделю по 30 минут (например, 3 раза по 5 км бега).

Оптимальные нагрузки — это нагрузки, дающие максимально возможный оздоровительный эффект для данного человека. Зона оптимальных нагрузок ограничена снизу уровнем пороговых, а сверху — уровнем чрезмерных нагрузок.

Оптимальные нагрузки для физически подготовленных людей соответствуют 3−4 занятиям в неделю по 40−60 минут. Для людей с невысоким уровнем физической подготовленности оптимальной нагрузкой следует считать 3−4 занятия в неделю по 30−40 минут.

Чрезмерные нагрузки — это нагрузки, превышающие функциональные возможности организма, которые приводят к длительному снижению работоспособности и нарушению здоровья. К превышению функциональных возможностей организма могут привести излишне частые, продолжительные или интенсивные физические нагрузки. Чрезмерными могут оказаться и обычные нагрузки, которые выполняются после перенесенных заболеваний или длительных перерывов в занятиях физической культурой.

К снижению функциональных возможностей могут приводить перенесенные заболевания, длительные перерывы в занятиях физической культурой, психоэмоциональные напряжения, напряженная учеба, отдельные факторы внешней среды и т. д. Поэтому при планировании занятий физической культурой необходимо учитывать множество факторов. В противном случае занятия физической культурой способны приводить к нарушению здоровья.

Продолжительность нагрузки. Продолжительность нагрузки в оздоровительной тренировке играет большую роль. Слишком маленькие по продолжительности занятия не приведут к заметным сдвигам в организме и, следовательно, не приведут к росту тренированности и укреплению здоровья. Слишком продолжительные занятия способны вызвать истощение ресурсов организма, снижению физической работоспособности и нарушению здоровья.

Для большинства людей оптимальными по продолжительности следует считать занятия от 30 до 90 минут. Начинающим следует выполнять занятия оздоровительной физкультурой продолжительностью по 30−40 минут. С ростом физической подготовленности продолжительность занятий следует увеличивать, но превышать 1,5 часовой рубеж нецелесообразно даже подготовленным и опытным физкультурникам.

Интенсивность нагрузки. Под интенсивностью нагрузки обычно понимают мощность выполняемой работы. Однако главными критериями при определении интенсивности нагрузки являются величина кислородного запроса и функциональные сдвиги в организме во время выполнения физической работы.

Наиболее обоснованной является дозировка интенсивности нагрузки по величине кислородного запроса в процентах от МПК. Однако определение кислородного запроса и величины максимального потребления кислорода на практике сопряжено со значительными трудностями, так как требует применения сложного и дорогого оборудования. Значительно проще определять интенсивность физической нагрузки по величине частоты сердечных сокращений (ЧСС). Многочисленными исследованиями было установлено, что между величиной кислородного запроса при физической работе и частотой сердечных сокращений существует тесная корреляционная зависимость. Особенно велика эта зависимость в диапазоне ЧСС от 120 до 180 ударов в минуту.

Существует метод определения интенсивности физической работы по величине ЧСС предполагает дозирование нагрузки в процентах от максимально возможной частоты сердечных сокращений в данном возрасте. Максимальная ЧСС определяется по формуле: 220 минус возраст. В этом случае диапазон колебаний ЧСС во время оздоровительной тренировки целесообразно установить в пределах от 60 до 80% максимально возможной частоты сердечных сокращений. (рис. 3).

Рис. 3. Зона рекомендуемой интенсивности физической работы при занятиях оздоровительной физкультурой в процентах от максимальной ЧСС

Таким образом, пороговой величиной физической нагрузки, дающий минимальный оздоровительный эффект, принято считать работу на уровне 60% от максимальной ЧСС в данном возрасте. Тренировка с меньшей интенсивностью малоэффективна, так как в этом случае сердечно-сосудистая и дыхательная системы работают с незначительным напряжением.

Физическая работа на уровне 80% от максимальной ЧСС в данном возрасте для тренированных людей будет давать наибольший оздоровительный эффект. Тренировка с большей интенсивностью нежелательна.

Периодичность занятий. Оптимальная частота занятий физической культурой для начинающих и недостаточно подготовленных людей — 2 раза в неделю. Более частые занятия у неподготовленных людей могут привести к переутомлению и травмам двигательного аппарата, так как период полного восстановления после занятий у них превышает 48 часов. Для хорошо физически подготовленных людей оптимальной частотой занятий следует считать 3 раза в неделю. Увеличение частоты занятий до 4−5 в неделю недостаточно обосновано, так как не приводит к дополнительному приросту функциональных возможностей. Более того, имеются данные (Е.Г. Мильнер, 1990), что при трех занятиях улучшение функциональных показателей системы кровообращения выражено больше, чем при пяти.

5. Характеристика некоторых форм физической культуры

По данным ВОЗ из всего комплекса факторов, определяющих здоровье человека, на долю здравоохранения приходится не более 10%, экологии — 20%, наследственности также порядка 20%. Большая часть факторов, влияющих на здоровье человека, связана с образом жизни (до 50%). Поэтому в современном обществе возрастает значение первичной профилактики, здорового образа жизни, и особенно, занятий физической культурой.

Физическая культура — это составная часть общей культуры общества и личности. Основу ее специфического содержания составляет рациональное использование двигательной деятельности в качестве фактора оптимизации своего физического состояния и развития.

По структуре движений все упражнения, применяемые на занятиях физической культурой, могут быть разделены на циклические и ациклические.

К ациклическим относятся такие упражнения, на протяжении выполнения которых меняется характер двигательной активности и структуры движений.

Упражнениями такого типа являются все спортивные и подвижные игры, прыжки и метания, гимнастические и акробатические упражнения и т. д. Ациклические упражнения оказывают разнообразное влияние на организм человека: способствуют увеличению силы мышц и силовой выносливости, гибкости и выносливости, развивают быстроту и ловкость. При выполнении определенных правил могут служить для расширения аэробных возможностей организма и применяться в целях профилактики ишемической болезни сердца, болезней нервной, дыхательной и других систем, нормализации обмена веществ.

Утренняя гигиеническая гимнастика. Особой формой проведения занятий являются проводимые в виде так называемой «зарядки» утренние физические упражнения. Они имеют значение, во-первых, для быстрого повышения работоспособности после сна; во-вторых, для укрепления здоровья и закаливания организма; в-третьих, для регулярной физической тренировки в целях совершенствования мышечного аппарата, сердечнососудистой, дыхательной и других систем организма и развития основных физических качеств.

Если утренняя зарядка проводится сочетаясь с воздействиями холода и водных процедур, возбудимость нервной системы восстанавливается еще быстрее.

Действие некоторых раздражителей внешней среды (температурный фактор, водные процедуры, действие свежего воздуха и солнца) наряду с повышением возбудимости ЦНС способствует также закаливанию организма.

Так как утренние физические упражнения выполняются до начала рабочего дня, их продолжительность и интенсивность, не должны быть чрезмерными, чтобы не снижать последующую работоспособность.

Ритмическая гимнастика. Особенностью ритмической гимнастики является выполнение физических упражнений в соответствии с ритмом музыкального сопровождения. Подобное выполнение физических упражнений придает особую эмоциональную окраску проводимым занятиям, что делает занятия ритмической гимнастикой очень интересными, особенно для женщин.

В ритмической гимнастике используется широкий комплекс разнообразных упражнений, оказывающих выраженное влияние на организм. Эти упражнения позволяют воздействовать на все мышечные группы человека.

Наиболее острое воздействие на организм оказывают серии беговых и прыжковых упражнений, при которых частота сердечных сокращений может превышать 180 уд/мин. Подобные упражнения носят явную анаэробную направленность. Данное обстоятельство приводит к тому, что требуется особый контроль со стороны тренера за состоянием занимающихся, особенно на начальных этапах занятий.

Спортивная и художественная гимнастика. Гимнастика является эффективным средством физического развития и совершенствования двигательных способностей человека. С помощью гимнастических упражнений можно воздействовать на все мышечные группы человека. При занятиях гимнастикой формируются разнообразные двигательные навыки и совершенствуется ловкость, сила и быстрота.